Приемо-передающая система двоичного кода фазоманипулированными сигналами

 

ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩАЯ СИСТЕМА ДВОИЧНОГО КОДА ФАЗРМАНИПУЛИРОВАННЫМИ СИГНАЛАМИ, содержащая в передающей части последовательно соединенные генератор и модулятор, мультиплексор и двоичный счетчик, .разрядные выходы которого подключены к управляющим входам мультиплексора, информационные входы которого являются входом передающей части, а в приемной части последовательно соединенные демодулятор и триггер последовательного кода, от л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения достоверности приема, в передающую часть введены последовательно соединенные блок дифференцирования , элемент 2И-ИЛИ, управляющий триггер, счетчик числа полупериодов несущей и счетный триггер, последовательно соединенные триггер интервала передачи и элемент ИЛИ, при этом вторые входы элемента 2ИИЛИ соединены с прямым и инверсным выходами мультиплексора, выход элемента ИЛИ подключен К S-входу управляющего триггера, счетный вход счетчик .а числа полуперидов несущей соединен с выходом генератора, а выход подключен к второму входу элемента ИЛИ и счетному входу двоичного счетчика , выход счетного триггера подключен к второму входу модулятора-, выход которого подключен к входу Олока дифференцирования, кроме то-,, го S-вход триггера интервала передачи соединен с входом установки в ноль двоичного счетчика, а R-вход соединен с управляющим выходом двоичного счетчика, а в приемную часть введены преобразователь последова / ) тельного кода в параллельный, элемент ИЛИ, селектор временного интервала и счетчик числа манипуляций, при этом выход триггера последовательного кода подключен к информационному входу преобразователя последовательного кода в параллельный, сдвиговый вход которого, соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами демодулято ра, выход селектора временного интерСП вала подключен к входу установки в ноль счетчика числа манипуляций, а 1 со его вход и счетный вход счетчика числа манипуляций соединены с выходом элемента ИЛИ.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) Н 04 1 27/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3426909/18-09 (22) 16.04 82 (46) 23 02.84. Бюл М 7 (72) Н.B.Kèðèàíàêè и И.Н,Леськив (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт имени Ленинского комсомола (53) 621.391 ° 83(088.8) (56) 1. Патент США 9 4087677, кл. 325-30, 1978 (прототип). (54) (57) ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩАЯ СИСТЕМА

ДВОИЧНОГО КОДА ФАЗОИАНИПУЛИРОВАННЬ МИ. СИГНАЛАМИ, содержащая в передающей части последовательно соединенные генератор и модулятор, мультиплексор и двоичный счетчик, .разряд. ные выходы которого подключены к управляющим входам мультиплексора, информационные входы которого являются входом передающей части, а в приемной части последовательно соединенные демодулятор и триггер последовательного кода, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения достоверности приема, в передающую часть введены последовательно соединенные блок дифференцирования, элемент 2И-ИЛИ, управляющий триггер, счетчик числа полупериодов несущей и.счетный триггер, последовательно соединенные триггер интервала передачи и элемент ИЛИ, при этом вторые входы элемента 2ИИЛИ соединены с прямым и инверсным выходами мультиплексора, выход элемента ИЛИ подключен .к S-входу управляющего триггера, счетный вход счетчика числа полуперидов несущей соединен с выходом генератора, а выход подключен к второму входу элемента

ИЛИ и счетному входу двоичного счетчика, выход счетного триггера подключен к второму входу модулятора; выход которого подключен к входу блока дифференцирования, кроме того S-вход триггера интервала переда чи соединен с входом установки в ноль двоичного счетчика, а R-вход соединен с управляющим выходом двоичного счетчика, а в приемную часть введены преобразователь последовательного кода в параллельный, элемент ЦЛИ, селектор временного интервала и счетчик числа манипуляций, при этом выход триггера последовательного кода подключен к информациснному входу преобразователя последовательного кода в параллельный, сдвиговый вход которого. соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами демодулятора, выход селектора временного интервала подключен к входу установки в ноль счетчика числа манипуляций, а его вход и счетный вход счетчика числа манипуляций соединены с выходом элемента ИЛИ.

1075437

Изобретение относится к электроавязи и телемехаяике и может быть ис- пользовано при проектировании устройств передачи цифровой информации фазоманипулированными .(ФМ) сигналами по каналам связи и телемеханики.

Известна приемно-передающая система двоичного кода ФИ сигналами; содержащая в передающей части последовательно соединенные генератор и мо.дулятор, мультиплексор и двоичный счетчик, разрядные выходы которого подключены к управляющим входам мультиплексора, информационные входы которого являются входом передающей части, а в приемной части последовательно соединенные демодулятор и триггер последовательного кода fl), Недостаток этой системы .состоит в необходимости создания в приемнике устройства формирования опорного напряжения для синхронного (когерентного) детектирования ФМ сигналов, что обусловлено использованием ФАП типа Костас. Как и другие системы с абсолютной фазовой модуляцией эта система также имеет склонность к переходу в режим обратной работы из-за возможности установления одного из двух устойчивых состояний начальной фазы опорного напряжения, отличающийся на 180 30

Цель изобретения — повышение достоверности приема.

С этой целью в приемно-передающей системе двоичного кода фазоманипулированными сигналами, содержащей в передающей части последовательно соединенные генератор и модулятор, мультиплексор и двоичный счетчик, разряд-, ные выходы которого подключены к управляющим входам мультиплексора, 40 информационные входы которого являются входом передающей части, а в приемной части последовательно соединенные демодулятор и триггер последо- вательного кода, в передающую часть 45 введены последовательно соединенные блок дифференцирования, элемент 2ИИЛИ, управляющий триггер, счетчик числа полупериодов несущей и счетный триггер, последовательно соединенные триггер интервала передачи и элемент

ИЛИ, при этом вторые входы элемента

2И-ИЛИ соединены с прямым и инверс— ным выходами мультиплексора, выход элемента ИЛИ подключен к S-входу уп- ° равляющего триггера, счетный вход

55 счетчика числа полупериодов несущей соединен с выходом генератора, а выход подключен к второму входу элемен,та ИЛИ и счетному входу двоичного счетчика, выход счетного триггера 60 подключен к второму входу модулятора, выход которого подключен к входу блока дифференцирования, кроме того, S-вход триггера интервала передачи соединен с входом установки в ноль 65 двоичного счетчика, à R-вход соединен с управляющим выходом двоичного советчика, а в приемную часть введены преобразователь последовательного кода в параллельный, элемент ИЛИ, селектор временного интервала и счет ° чик числа манипуляций, при этом выход триггера последовательного кода подключен к информационному входу преобразователя последовательного кода в параллельный, сдвиговый вход которого соединен с выходом элемента

ИЛИ, входы которого соединены с выходами демодулятора, выход селектора временного интервала подключен к входу установки в ноль счетчика числа манипуляций, а его вход и счетный вход счетчика числа манипуляций соединены с выходом элемента ИЛИ.

На фиг. 1 приведена структурноэлектрическая схема. передающей части системы; на фиг. 2 — временные диаграмьщ работы передающей части системы; на фиг. 3 — структурно-электрическая схема приемной части системыу на фиг. 4 — временные диаграммы работы приемной части системы.

Передающая часть системы (фиг.l). содержит генератор 1, модулятор 2, двоичный счетчик .3, .мультиплексор 4, блок 5 дифференцирования, элемент

2И-ИЛИ 6, управляющий триггер 7, счетчик 8 числа.полупериодов несущей, счетный триггер 10 интервала и элемент HJIH 11. Приемная часть системы (фиг. 3) содержит демодулятор 12, триггер 13 последовательного кода, преобразователь 14 последовательного кода в параллельный, элемент ИЛИ 15 селектор 16 временного интервала и счетчик 17 числа манипуляций.

Приемо-передающая система двоич- ного кода ФМ сигнала работает следующим образом.

Работу передающей части системы, т.е. процесс формирования выходного

ФМ сигнала, рассмотрим на примере передачи кода вида 00111011 т.е. одного байта информации. .Пусть в момент времени Cz выдается сигнал Передать (фиг. 2a) .

Этим сигналом обнуляется двоичный счетчик 3 и устанавливается в единичное состояние триггер 10 (фиг. 25) который через элемент ИЛИ 11 снимает нулевой потенциал на S-входе управляющего триггера 7. Управляющий триггер 7 находится в единичном состоянии, что обеспечивает обнуление счетчика 8 и запрет подсчета числа импульсов счетчиком 8 до перехода управляющего триггера 7 в противоположное состояние.

Так как в первом разряде передаваемого кода записан ноль, то на прямом выходе мультиплексора 4 (фиг. 28) находится иевлевой потенци1075437 ал, а на инверсном — высокий, разрешающий работу нижней схеме совпадения элемента 2И-ИЛИ 6, на второй вход .которой поступают импульсы с верхнего выхода блока 5 дифференцирования, характеризующие максимальное значение производной при переходе сигнала на выходе модулятора 2 из об" .ласти отрицательных полуволн в пЬложительные (фиг. 23). Первым же импульсом после момента времени (на фиг. 2 он выделен горизонтальной .скобкой}, прошедшим через ниж.нюю схему совпадения элемента 2И-ИЛИ

6., управляющий триггер 7 устанавливается в нулевое состояние (Фиг. 2ф) и разрешает подсчет числа полупериЬдов несущей с генератора 1 счетчику

8, коэффициент пересчета которого может быть четным или нечетным, а для приведенного случая равный четы- 2() рем полупериодам. В момент времени (после четырех полупериодов не.сущей) импульсом c выхода счетчика

8 (фиг. 2к) перебрасывается в противоположное состояние счетный триггер 25

9 (фиг. 20), что обеспечивает. манипуляцию по фазе на выходе модулятора

2 э области отрицательных нолуволн (фиг. 2Ь), Этим же импульсом через элемент ИЛИ 11 снова устанавливает" ся в единичное состояние управляю.щий триггер 7, т.е. происходитобнуление и торможение счетчика .8, а также увеличивается на единицу в двоичном счетчике 3, чем определяется опрос второго разряда передавае-З5 мого кода на входе мультиплексора 4.

Так как во втором разряде тоже записан ноль., то весь процесс формирования второй манипуляции по. Фазе аналогичен указанному и в момент вре-40 мени tZ осуществляется манипуляция по фазе снова в области отрицательных полуволн (фиг. 25). Однако с. прибавлением второго третьего разря-. да на входе мультиплексора 4, так 45 как.в нем записана единица, на прямом выходе мультиплексора 4 (фиг. 2e) появляется высокий уровень, разрешающий работу верхней схемы совпадения элемента 2И-ИЛИ 6, на второй вход ко- 5() торой поступают импульсы с выхода блока 5 диФференцирования о минимальном значении производной при переходе сигнала на выходе модулятора 2 из области положительных, полуволн 55 в отрицательные.

Первым же импульсом с нижнего выхода блока 5 дифференцирования (на фнг. 29 условно эти импульсы изображены отрицательнычи), а первый после момента времени tqвыделен горизонтальной скобкой) управляющий триггер

7 устанавливается в нулевое состояние. Обнуленный до этого счетчик 8, снова отсчитывает четыре полуперио- 65 да частоты несущей, и импульсом с его выхода в момент времени tq пере- . брасывается в противоположное состояние управляющий триггер 7, что определяет манипуляцию по фазе в области положительных полуволн.

Процесс последовательного опроса разрядов передаваемого кода повторяется, и в момент времени 7 опращивается последний, восьмой-разряд кода передаваемого сообщения. Так как в нем записана единица, то высоким уровнем с прямого выхода мультиплексора 4 разрешается прохсюкдение импульсов с выхода блока.5, характеризующих минимальное значение производной, через .верхнюю схему совпадения элемента 2И-ИЛИ, 6, и первым .провед шим импульсом после момента времени

t7 (на Фиг. 2г; он тоже выделен го. ризонтапьной сйобкой) устанавливает. ся в нулевое состояние управлящий триггер 7, обнуленный счетчик 8 под- считывает четыре полупериода несущей, и в моМент времени, 8 импульсом

/с его выхода (фиг. 2ж) перебрасыва-ется s противоположное состояние счетный триггер. 9, что вызывает манипуляцию по Фазе в области положительных полуволн на выходе модулятора (фиг. 2ь) .

Этим же импульсом через элемент

ИЛИ ll устанавливается в нулевое сос-. тояние управляющий триггер 7, т.е. обнуляется и тормозится счетчик 8, а с управляемого выхода двоичного счетчика 3, опросившего до этого последний разряд на входе мультиплексора 4, будет получен сигнал, Конец (фиг. 2К), по которому устанавливается в нулевое состояние триггер 10, нулевой потенциал с которого через элемент ИЛИ ll удерживает управляющий триггер 7 в еди,ничном состоянии независимо от того, что на его R-вход поступают импульсы, т.е ° обнуленный счетчик 8 находится в заторможенном состоянии.

Как указывалось, коэффициент пересчета счетчика 8 может быть четным или нечетным. ФМ сигнал, полученный при четном числе полупериодов, отсчитываемых счетчиком 8, показан на фиг. 25. При нечетном коэффициенте пересчета этого счетчика 8.единицы кода передаваемого сообщения однозначно передают мани-. пуляцияьы фазы в области только отрицательных полуволн, а нуль - только в области положительных полуволн, из чего следует, что прн необходимости использования нечетного коэфФициента пересчета счетчика 8 и сохранения указанного соответствия противоположным значениям разрядов передаваемого кода ФМ сигналу можно, например на входе мультиплексора 4о выставлять инверсный код или наобо1075437

6 рот подсоединить выходы мультиплексора 4 к элементу 2И-ИЛИ б.

Режим непрерывной передачи информации, т.е. полного временного согласования передачи очередного кода, .выставляемого на входы мультиплексора 4, с последним разрядом уже переданного кода (момент времени te) возможен, если очередной импульс Передать (момент времени tq) сформирован на промежутке времени меньшем, чем длительность одного нолуперисда несущей, что вытекает из минимального интервала времени нахождения управляющего триггера .7 в единичном состоянии при передаче одинаковых значений двоичных разрядов на входах мультиплексора 4. При таком режиме может быть использован мультиплекс Зр 4 с небольшим числом входов, в пределе — с одним входом, или .сдвиговой регистр с прямым и инверсным .выходами последнего старшего разряда..

Импульсами сдвига на нем могут служить сигналы со счетчика 8, перево-. .дящие двоичный счетчик 3 на очеред- 25 ную позицию для опроса последующих разрядов на вход мультиплексора 4.

Тогда двоичный счетчик 3 может использоваться для подсчета количест- . ва передаваемых двоичных разрядов.

Работа приемной части системы.

Сигнал на входе демодулятора 12 ,показан на фиг. 4а, а выходной сигнал — на фиг. 4 о. Импульсы с выходов демодулятора 12, соответствующие манипуляции по фазе в области отрицательных полуволн, т.е. передаче нулей кода, показаны на фиг. 4 В, а соответствующие передаче единиц кода на фиг. 4Z . При подаче этих импульсов на входы триггера 13 на его вы40 ходе образуется последовательный код принимаемого сообщения, а объединение их по элементу ИЛИ 15 позволяет получить тактовую последовательность импульсов (фиг. 4ф), управляю- 45 щую поразрядным приемом кода. Параллельный код принятого сообщения получается на выходах преобразователя 14,на информационный вход которого поступает последовательный код принимаемого 5О сообщения с выхода триггера 13 (фиг ° 4В), а на сдвиговый вход — тактовая последовательность импульсов с выхода элемента ИЛИ 15.

Импульс Перепись параллельно кода (фиг. 4у) получается с выхода счетчика 17, подсчитывающего число импульсов с выхода элемента ИЛИ 15, при достижении им заданного числа разрядов двоичного кода, равного для приведенного случая восьми (фиг. 4а) . .Установка в ноль этого счетчика производится селектором 16 (фиг. 4Ж) каждый раз, если очередной импульс, поступающий с элемента HJIH 15 на его вход, приходит через интервал времени больший,чем максимальная длительность элементарной посылки JNclKc л л т.еЛ„» ма сi где "q —, время паузы между моментами йередачи последнего разряда предыдущего кода и первого разряда следующего..

Если к передаваемому сообщению применялось помехоустойчивое кодирование для повышения достоверности принимаемой информации или определения границ передаваемого сообщения, например контроль по паритету, то стробированием сигнала последовательного кода на выходе триггера 13 (фиг. 4е) тактовыми импульсами с выхода элемента ИЛИ 15 (фиг. 4 ) можно получить число единиц или нулей в. принятом сообщении, которое, кроме, того, может быть получено подсчетом их с соответствующего выхода демодулятора 12. Это дает. воэможность проверить верность принятого кода и в зависимости от результата анализа выдавать, например, сигналы переписи, исправления или повторения передачи того же кода при решающей обратной связи °

Технико-экономический эффект предлагаемой системы заключается в том, что система позволяет по-новому решать задачу передачи информации ФМ сигналами, что позволяет исключить необходимость жесткой синхронизации в режиме непрерывной передачи информации, временное стробирование при последовательном приеме разрядов кодового слова, перекодирование двоичного кода и повысить помехоустойчивость за счет контроля по паритету при меньшем кодовом расстоянии по сравнению с методом относительной фазовой манипуляции, чем повышается достоверность приема.

1075437

Фиа f

РеРИаль

V v

8Г

gT 27 йжц

4 41 tZ t3 9 t> t4 t7 8

Фиа2

Г

И к

5т

1075437

Роамййтельюй юд фиа4

Составитель И.Макаров

Редактор В.Данко Техред Л.Пилипенко Корректор И.Муска Заказ 519/51 Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4